CN106780724A - 获取漏失通道模型的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种获取漏失通道模型的方法与装置。该方法包括：获得漏失岩层的岩样的图像数据；对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型；根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型。本发明的技术，获得3D打印的漏失通道的模型，进而制备了包含复杂孔洞、裂缝的漏失通道模型，进而为开展堵漏模拟试验和设计堵漏方案提供了近乎真实的可视化研究平台，为精确再现复杂地层漏失通道提供依靠，提高井漏及堵漏室内模拟实验的准确性。

Description

获取漏失通道模型的方法与装置

技术领域

本发明涉及油井测井技术，尤其涉及一种获取漏失通道模型的方法与装置。

背景技术

井漏是影响钻井作业安全的最严重的复杂情况之一,井漏的发生不仅会给钻井工程带来损失，也为油气资源的勘探开发带来极大困难。

现有的针对漏失及堵漏室内模拟试验过程中，准确表征漏失通道复杂结构是堵漏模拟试验的关键。目前漏失通道模块制备主要是通过机械加工、水泥浇筑方式或者人工填充等方式获得的漏失通道模型。

但是，上述方法获得漏失通道模型不能准确地反映真实状态下的复杂漏失通道空间几何特征、拓扑学特征、界面特征等，导致室内实验研究结果与现场实际堵漏效果相差甚远，不能有效地指导现场施工。

发明内容

本发明提供一种获取漏失通道模型的方法与装置，用于解决现有技术获得漏失通道模型不能准确地反映真实状态下的复杂漏失通道空间几何特征、拓扑学特征、界面特征等，导致室内实验研究结果与现场实际堵漏效果相差甚远，不能有效地指导现场施工的技术问题。

第一方面，本发明提供一种获取漏失通道模型的方法，包括：

获得漏失岩层的岩样的图像数据；

对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型；

根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型。

在本发明的一种可能的实现方式中，所述获得漏失岩层的岩样的图像数据，具体包括：

对所述岩样进行激光扫描，获得所述岩样的衰减投影图像和所述岩样的灰度图像；

对所述衰减投影图像和所述灰度图像进行处理，获得漏失岩层的岩样的图像数据。

结合第一方面，在本发明的另一种可能的实现方式中，所述对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型，具体包括：

对所述岩样的每层图像数据进行处理，获得所述岩样每层的三维数字模型；

根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型。

结合第一方面，在本发明的另一种可能的实现方式中，所述根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型，具体包括：

根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的第一三维数字模型；

采用测井资料对所述第一三维数字模型进行修正处理，得到漏失通道的三维数字模型；其中，所述测井资料包括所述岩样的孔隙度。

结合第一方面，在本发明的另一种可能的实现方式中，所述根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型，具体包括：

根据所述漏失通道的三维数字模型，采用所述3D打印技术对所述三维数字模型进行逐层打印；

将所述逐层打印的结果进行逐层累积，得到所述漏失通道的模型。

第二方面，本发明提供一种获取漏失通道模型的装置，包括：

获取模量，用于获得漏失岩层的岩样的图像数据；

解析模块，用于对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型；

打印模块，用于根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型。

结合第二方面，在本发明的一种可能的实现方式中，所述获取模块，具体用于对所述岩样进行激光扫描，获得所述岩样的衰减投影图像和所述岩样的灰度图像；并对所述衰减投影图像和所述灰度图像进行处理，获得漏失岩层的岩样的图像数据。

结合第二方面，在本发明的另一种可能的实现方式中，所述解析模块，具体用于对所述岩样的每层图像数据进行处理，获得所述岩样每层的三维数字模型；并根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型。

结合第二方面，在本发明的另一种可能的实现方式中，所述解析模块，具体用于根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的第一三维数字模型；并采用测井资料对所述第一三维数字模型进行修正处理，得到漏失通道的三维数字模型；其中，所述测井资料包括所述岩样的孔隙度。

结合第二方面，在本发明的另一种可能的实现方式中，所述打印模块，具体用于根据所述漏失通道的三维数字模型，采用所述3D打印技术对所述三维数字模型进行逐层打印；并将所述逐层打印的结果进行逐层累积，得到所述漏失通道的模型。

本发明提供的获取漏失通道模型的方法与装置，通过获得漏失岩层的岩样的图像数据，对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型，并根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型，进而制备了包含复杂孔洞、裂缝的漏失通道模型，进而为开展堵漏模拟试验和设计堵漏方案提供了近乎真实的可视化研究平台，为精确再现复杂地层漏失通道提供依靠，提高井漏及堵漏室内模拟实验的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的获取漏失通道模型的方法实施例一的流程示意图；

图1a为利用实施例一的方法获得的漏失通道模型的示意图；

图2为本发明提供的获取漏失通道模型的方法实施例二的流程示意图；

图3为本发明提供的获取漏失通道模型的方法实施例三的流程示意图；

图4为本发明提供的获取漏失通道模型的方法实施例四的流程示意图；

图5为本发明提供的获取漏失通道模型的装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种获取漏失通道模型的方法与装置，用于解决现有技术获得漏失通道模型不能准确地反映真实状态下的复杂漏失通道空间几何特征、拓扑学特征、界面特征等，导致室内实验研究结果与现场实际堵漏效果相差甚远，不能有效地指导现场施工的技术问题。

本发明提供的技术方案，对漏失岩层的岩样进行扫描，获得岩样的图像数据，接着对岩样的图像数据进行处理，获得岩样的三维数字模型，接着，采用3D打印技术，获得漏失通道的模型。本发明的方法，可以准确获得漏失通道的空间几何特征，为实际堵漏工作提供可靠的参考。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本发明提供的获取漏失通道模型的方法实施例一的流程示意图。本实施例涉及的是获取漏失通道模型的装置根据漏失岩层的岩样获得漏失通道模型的具体过程。如图1所示，本实施例的方法可以包括：

S101、获得漏失岩层的岩样的图像数据。

本实施例的执行主体可以是任意具有扫描、图像处理和3D打印技术的装置，例如集成有激光扫描仪、处理器和3D打印机的设备，为了便于阐述，以下将获取漏失通道模型的装置简称机械设备。

具体的，选取漏失岩层中孔洞或裂缝发育比较成熟的岩心作为岩样，对该岩样进行扫描，获得岩样的图像数据。例如，可以使用CT扫描机或者其他的激光扫描机对岩样进行扫描，获得岩样的图像数据。

S102、对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型。

具体的，机械设备将上述S101获得的岩样的图像数据进行处理，获得该岩样的三维数字模型，将该三维数字模型作为漏失岩层的漏失通道的三维数字模型。

可选的，将上述岩样的图像数据发送给机械设备中的处理器，处理器利用图像处理软件对岩样的图像进行处理，获得岩样的三维数字模型。例如机械设备可以使用CATIA或Pre/E等图像处理软件，获得岩样的三维数字模型。

S103、根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型。

具体的，机械设备将上述方法获得的岩样的三维数字模型进行3D打印，例如机械设备采用粉末状(或液态)光敏树脂、陶瓷或金属材料，利用激光快速固化技术，逐层喷涂堆叠累积的方式来快速制作复杂三维固体模型。如图1a所示，其中白色部分显示的是岩层中的孔洞和裂缝，黑色部分为岩石骨架，即本实施例的方法采用3D打印技术制备了包含复杂孔洞、裂缝的漏失通道模型，进而为开展堵漏模拟试验和设计堵漏方案提供了近乎真实的可视化研究平台，为精确再现复杂地层漏失通道，提高井漏及堵漏室内模拟实验的准确性。

例如，本发明的机械设备采用3D打印机来打印漏失通道的模型，则该打印机与上述处理器连接，用于从处理器上获得岩样的三维数字模型，接着，对岩样的三维数字模型进行切片，逐层扫描打印岩样，进而获得岩样的三维打印模型，将该模型作为漏失通道的模型。

本发明提供的获取漏失通道模型的方法，通过获得漏失岩层的岩样的图像数据，对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型，并根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型，进而制备了包含复杂孔洞、裂缝的漏失通道模型，进而为开展堵漏模拟试验和设计堵漏方案提供了近乎真实的可视化研究平台，为精确再现复杂地层漏失通道，提高井漏及堵漏室内模拟实验的准确性。

图2为本发明提供的获取漏失通道模型的方法实施例二的流程示意图。在上述实施例的基础上，本实施例涉及的是，机械设备对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型的具体过程。如图2所示，上述S101具体可以包括：

S201、对所述岩样进行激光扫描，获得所述岩样的衰减投影图像和所述岩样的灰度图像。

例如，使用CT机或者其他的激光扫描机对岩样进行扫描，获得岩样的衰减投影图像和灰度图像。

S202、对所述衰减投影图像和所述灰度图像进行处理，获得漏失岩层的岩样的图像数据。

具体的，本发明的机械设备包括上述将岩样的图像数据转换成三维数字模型的软件之外，还可以包括对岩样的扫描图像进行处理的软件。用户可以根据实际需要，在该软件中输入目标参数，对扫描获得的岩样的灰度图像进行处理，获得满足要求的灰度图像，并对扫描获得的岩样的衰减图像进行处理，获得满足要求的衰减投影图像，进而将满足要求的灰度图像和衰减投影图像进行叠加，获得满足要求的漏失岩层的岩样的图像数据。

参照上述方法，机械设备根据上述满足要求的漏失岩层的岩样的图像数据获得的漏失通道的三维数字模型更加准确，进而获得能够更加准确反映漏失通道实际情况的模型。

本发明提供的获取漏失通道模型的方法，通过对所述岩样进行激光扫描，获得所述岩样的衰减投影图像和所述岩样的灰度图像，并对所述衰减投影图像和所述灰度图像进行处理，获得漏失岩层的岩样的图像数据，进而提高了漏失岩层的岩样的图像数据的准确性，使得机械设备根据该精确的岩样的图像数据可以准确获得能够准确反映漏失通道实际情况的模型。

图3为本发明提供的获取漏失通道模型的方法实施例三的流程示意图。在上述实施例的基础上，本实施例涉及的机械设备对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型的具体过程。如图3所示，上述S102具体可以包括：

S301、对所述岩样的每层图像数据进行处理，获得所述岩样每层的三维数字模型。

S302、根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型。

具体的，根据上述S202的方法获得岩样的图像数据，接着，机械设备对岩样的图像数据进行分层处理，分析每层岩样图像数据的特征值，根据每层岩样图像的特征值，确定每层岩样的图像对应的三维数字模型。接着，根据分层顺序，将每层岩样的三维数字模型进行叠加，获得岩样的三维数字模型，该三维数字模型可以准确反映出岩样中的复杂孔隙、裂缝、微裂缝以及孔洞等几何特征。

本实施例的方法，对岩样的图像数据进行逐层分析，获得每层图像数据的三维数字模型，该三维数字模型可以准确反映出该岩样层的内部几何特征，再将每层岩样的三维数字模型进行叠加，获得整个岩样的三维数字模型，该三维数字模型的精度高，可以准确表征岩样的内部结构，进而为后续的3D打印提供可靠的依据，进而提高了获得漏失通道模型的准确性。

可选的，机械设备还可以对岩样的图像数据进行整体分析，获得整个图像数据的多个特征值，利用现有的图像处理技术，对上述各特征值进行连接，获得岩样的三维数字模型。

本发明提供的获取漏失通道模型的方法，通过对所述岩样的每层图像数据进行处理，获得所述岩样每层的三维数字模型，并根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型，进而提高了获得岩样的三维数字模型的精确度，提高了依据该高精度的三维数字模型获得漏失通道模型的准确性。

图4为本发明提供的获取漏失通道模型的方法实施例四的流程示意图。在上述实施例的基础上，本实施例涉及的机械设备根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型的具体过程。如图4所示，上述S302的方法具体可以包括：

S401、根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的第一三维数字模型。

S402、采用测井资料对所述第一三维数字模型进行修正处理，得到漏失通道的三维数字模型；其中，所述测井资料包括所述岩样的孔隙度。

具体的，机械设备根据上述S302的方法，根据岩心每层的图像数据，获得岩心每层的三维数字模型，将岩心每层的三维数字模型进行叠加，获得岩心的第一三维数字模型。接着，采用测井资料，对上述获得的第一三维数字模型进行修正处理，例如根据测井资料中岩样的孔隙度，对第一三维数字模型中裂缝宽度，长度，形态以及产状等信息进行修改，获得精确的岩样三维数字模型，使得机械设备可以根据该高精度的三维数字模型获得能够准确反映漏失岩层真实情况的漏失通道模型，进而为后续开展堵漏模拟试验和设计堵漏方案提供了近乎真实的可视化研究平台，为精确再现复杂地层漏失通道提供依靠，提高井漏及堵漏室内模拟实验的准确性。

进一步的，在本实施例的另一种可能的实现方式中，在上述实施例的基础上，该实现方式涉及的是机械设备根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型的具体过程，即上述S101可以包括：

S403、根据所述漏失通道的三维数字模型，采用所述3D打印技术对所述三维数字模型进行逐层打印。

S404、将所述逐层打印的结果进行逐层累积，得到所述漏失通道的模型。

具体的，机械设备根据上述获得的漏失通道的三维数字模型，采用3D打印技术(例如3D打印机或者其他类型的快速成型机)，对三维数字模型进行逐层打印，获得漏失通道的模型。

本发明的技术方案，克服了传统机械加工、水泥浇筑方式或者人工填充等方式获得的漏失通道模型单一、局限和不准确的问题，本实施例的方法可以准确再现真实状态下的复杂漏失通道的复杂空间几何特征，进而提高了室内模拟结果的重复性和可靠性，可有效指导现场施工。即本发明的技术方案提高了堵漏成功率，减少了处理复杂井漏的时间。

本发明获得漏失通道模型在实际使用过程中，可以将打印的漏失通道模型按照堵漏装置对漏失通道模型尺寸的要求进行加工处理后，将该漏失通道模型设置在高温高压的堵漏装置的对应位置处。接着，将配置好的堵漏浆填充在堵漏装置的斧体内，设置堵漏装置的温度和压力等参数，用于模拟地层的真实条件，并设置搅拌器转速堵漏装置，用于模拟真实施工工况，调节压力调节阀，控制进气压力，按照预设的时间进行憋挤，然后开启堵漏装置进行漏失量及速率的监测，进行堵漏效果评价。

本发明提供的获取漏失通道模型的方法，通过测井资料对获得的岩样的三维数字模型进行修正，获得岩样的高精度的三维数字模型，进而提高了根据该高精度的三维数字模型获得的漏失通道的准确性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图5为本发明提供的获取漏失通道模型的装置实施例的结构示意图。本实施例的获取漏失通道模型的装置可以由硬件、软件和固件组成，具有扫描功能、图像处理功能和3D打印功能的设备。本实施例的装置，可以包括：

获取模量10，用于获得漏失岩层的岩样的图像数据；

解析模块20，用于对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型；

打印模块30，用于根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型。

本实施例的装置，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

在本发明的另一种可能的实现方式中，上述获取模块10，具体用于对所述岩样进行激光扫描，获得所述岩样的衰减投影图像和所述岩样的灰度图像；并对所述衰减投影图像和所述灰度图像进行处理，获得漏失岩层的岩样的图像数据。

在本发明的另一种可能的实现方式中，上述解析模块20，具体用于对所述岩样的每层图像数据进行处理，获得所述岩样每层的三维数字模型；并根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型。

在本发明的另一种可能的实现方式中，上述解析模块20，还具体用于根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的第一三维数字模型；并采用测井资料对所述第一三维数字模型进行修正处理，得到漏失通道的三维数字模型；其中，所述测井资料包括所述岩样的孔隙度。

进一步的，上述打印模块30，具体用于根据所述漏失通道的三维数字模型，采用所述3D打印技术对所述三维数字模型进行逐层打印；并将所述逐层打印的结果进行逐层累积，得到所述漏失通道的模型。

本实施例的装置，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种获取漏失通道模型的方法，其特征在于，包括：

获得漏失岩层的岩样的图像数据；

对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型；

根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得漏失岩层的岩样的图像数据，具体包括：

对所述岩样进行激光扫描，获得所述岩样的衰减投影图像和所述岩样的灰度图像；

对所述衰减投影图像和所述灰度图像进行处理，获得漏失岩层的岩样的图像数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型，具体包括：

对所述岩样的每层图像数据进行处理，获得所述岩样每层的三维数字模型；

根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型，具体包括：

根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的第一三维数字模型；

采用测井资料对所述第一三维数字模型进行修正处理，得到漏失通道的三维数字模型；其中，所述测井资料包括所述岩样的孔隙度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型，具体包括：

根据所述漏失通道的三维数字模型，采用所述3D打印技术对所述三维数字模型进行逐层打印；

将所述逐层打印的结果进行逐层累积，得到所述漏失通道的模型。

6.一种获取漏失通道模型的装置，其特征在于，包括：

获取模量，用于获得漏失岩层的岩样的图像数据；

解析模块，用于对所述岩样的图像数据进行解析，获得所述漏失岩层的漏失通道的三维数字模型；

打印模块，用于根据所述漏失通道的三维数字模型和3D打印技术，获得3D打印的漏失通道的模型。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于对所述岩样进行激光扫描，获得所述岩样的衰减投影图像和所述岩样的灰度图像；并对所述衰减投影图像和所述灰度图像进行处理，获得漏失岩层的岩样的图像数据。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述解析模块，具体用于对所述岩样的每层图像数据进行处理，获得所述岩样每层的三维数字模型；并根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的三维数字模型。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述解析模块，还具体用于根据所述岩样每层的三维数字模型获得所述漏失通道的第一三维数字模型；并采用测井资料对所述第一三维数字模型进行修正处理，得到漏失通道的三维数字模型；其中，所述测井资料包括所述岩样的孔隙度。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述打印模块，具体用于根据所述漏失通道的三维数字模型，采用所述3D打印技术对所述三维数字模型进行逐层打印；并将所述逐层打印的结果进行逐层累积，得到所述漏失通道的模型。